智慧建筑集成技术RS485/RS422应用

RS485 标准最初由电子工业协会（EIA）于1983 年制定并发布，后由TIA-通信工业协会修订后命名为TIA/EIA-485-A，习惯地称之为RS485。RS485 由RS422 发展而来，而RS422 是为弥补RS232 的不足而提出的。为改进RS232 通信距离短、速率低的缺点，RS422 定义了一种平衡通信接口，将传输速率提高到10 Mb/s，传输距离延长到4 000 ft（约1 219.2 m，速率低于100 kb/s 时），并允许在一条平衡线上连接最多10 个接收器。RS422 是一种单机发送、多机接收的单向、平衡传输规范，为扩展应用范围，随后又为其增加了多点、双向通信能力，即允许多个发送器连接到同一条总线上，同时增加了发送器的驱动能力和冲突保护特性，扩展了总线共模范围，这就是后来的EIA RS485 标准。

RS485 是一个电气接口规范，它只规定了平衡驱动器和接收器的电特性，而没有规定接插件、传输电缆和通信协议。RS485 标准定义了一个基于单对平衡线的多点、双向（半双工）通信链路，是一种极为经济，并具有相当高噪声抑制、传输速率、传输距离和宽共模范围的通信平台。RS485 作为一种多点、差分数据传输的电气规范现已成为业界应用最为广泛的标准通信接口之一。这种通信接口允许在简单的一对双绞线上进行多点、双向通信，它所具有的噪声抑制能力、数据传输速率、电缆长度及可靠性是其他标准无法比拟的。正因为此，许多不同领域都采用RS485 作为数据传输链路如电信设备、局域网、蜂窝基站、工业控制、汽车电子、仪器仪表等。这项标准得到广泛接受的另外一个原因是它的通用性。RS485 标准只对接口的电气特性做出规定，而不涉及接插件、电缆或协议，在此基础上用户可以建立自己的高层通信协议。

RS422 与RS485 标准一样，只对接口的电气特性做出规定，而不涉及接插件、电缆或协议，在此基础上用户可以建立自己的高层通信协议，与RS232 相比的主要区别如表3-5 所示。因此在视频界的应用，许多厂家都建立了一套高层通信协议，或公开或厂家独家使用。如录像机厂家中的索尼与松下对录像机的RS422 控制协议是有差异的，视频服务器上的控制协议则更多了，如Louth、Odetis 协议是公开的，而ProLINK 则是基于Profile 上的。

表3-5　RS232/422/485 性能对比

RS422、RS485 与RS232 不一样，数据信号采用差分传输方式，也称作平衡传输，它使用一对双绞线，将其中一线定义为A，另一线定义为B。如图3-14所示，RS485 驱动器必须有“Enable”控制信号，而一个RS422 驱动器则一般不需要。在驱动器端，一个TTL 逻辑高电平输入使得导线A 电压比导线B 高，反之，一个TTL 逻辑低电平输入使得导线A 电压比导线B 低，对于驱动器端的有效输出，A 与B 之间的压差必须至少为1.5 V。(www.xing528.com)

图3-14　RS422/485 平衡差分输出电路

RS485 能够远距离传输是因为使用了平衡线路，每个信号都有专用的导线对，其中一根导线上的电压等于另一根导线上的电压取反或取补。接收器对两者的压差做出反应。平衡接口中两根信号线传递几乎等大反向的电流，大多数噪声电压在两根信号线上出现，它们互相抵消；但在非平衡接口中，接收器检测信号线与接地线之间的电压差，当多个信号共用一根接地线时，每个返回的电流都在这根接地线上引起电势，如果这根接地线连到大地地线，来自别处的噪声也会影响这些电路。

一个RS485 驱动器可以驱动32 个单位负载，一个等于单位负载的接收器在标准的输入电压极限下产生一个不大于规定大小的电流，在接收到的电压比接收器信号地高出12 V 与低7 V 时，一个单位负载的接收器产生的电流分别不大于1 mA 与-0.8 mA，为符合此要求，接收器在每个差动输入与电源电压或接地线之间至少有12 000 Ω 的输入阻抗。这样对于32 单位负载的接收器，并联阻抗为375 Ω，加入两个120 Ω 的终端负载电阻，并联阻抗减小为60 Ω，在短距离、低速连接中，可以去掉终端负载电阻以极大地减小电源消耗。